伴隨運(yùn)算器在繼電保護(hù)論文

題目：伴隨運(yùn)算放大器在繼電保護(hù)中的應(yīng)用姓名：范濤專業(yè)：電氣工程及自動(dòng)化

在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過(guò)電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響課題的任務(wù)、目的與意義

第一章繼電保護(hù)的基本概念1.1什么是繼電保護(hù)裝置：繼電保護(hù)裝置是一種由繼電器和其它輔助元件構(gòu)成的安全自動(dòng)裝置。它能反映電氣元件的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)。(1)故障：將故障元件切除(借助斷路器)；(2)不正常狀態(tài)——自動(dòng)發(fā)出信號(hào)以便及時(shí)處理，可預(yù)防事故的發(fā)生和縮小事故影響范圍，保證電能質(zhì)量和供電可靠性。1.2繼電保護(hù)的作用與組成在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)（作用）是:（1）當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，能自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2）當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件(例如有無(wú)經(jīng)常值班人員)，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)當(dāng)時(shí)電力系統(tǒng)和元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免誤動(dòng)作。繼電保護(hù)的組成一般由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。就全局而論，在電力系統(tǒng)的安全問(wèn)題上有兩種必須避免的災(zāi)害性事故：一種是重大電力設(shè)備損壞，另一種是電網(wǎng)的長(zhǎng)期大面積停電。在這些方面，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)一直發(fā)揮著特殊重要作用。繼電保護(hù)裝置主要都包括三個(gè)部分：測(cè)量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分

1.3繼電保護(hù)的基本原理現(xiàn)以最簡(jiǎn)單的過(guò)電流保護(hù)裝置為例，來(lái)說(shuō)明繼電保護(hù)的組成和基本工作原理。在圖1.1所示的輸電線路過(guò)電流保護(hù)裝置的原理接線圖中,電流繼電器KA的線圈接于被保護(hù)線路電流互感器TA的二次回路，這就是保護(hù)的測(cè)量回路，它監(jiān)視被保護(hù)線路的運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)量線路中電流的大小。在正常運(yùn)行情況下，線路中通過(guò)負(fù)荷電流時(shí)，電流繼電器KA不動(dòng)作；當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生短路故障時(shí)，流入繼電器KA線圈回路的電流大于繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，電流繼電器立即動(dòng)作，其接點(diǎn)閉合，接通邏輯回路中時(shí)間繼電器KT的線圈回路，時(shí)間繼電器起動(dòng)并經(jīng)延時(shí)后接點(diǎn)閉合，接通執(zhí)行回路中的信號(hào)繼電器KS和斷路器QF跳閘線圈Y回路，使斷路器QF跳閘，切除故障1.4繼電保護(hù)裝置的分類繼電保護(hù)裝置一般可以按反應(yīng)的物理量不同、被保護(hù)對(duì)象的不同、組成元件的不同以及作用的不同等方式來(lái)分類，例如：（1）根據(jù)保護(hù)裝置反應(yīng)物理量的不同可分為：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)等。（2）根據(jù)被保護(hù)對(duì)象的不同可分為：發(fā)電機(jī)保護(hù)、輸電線保護(hù)、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)等。在電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)中，主要有110kV（或220kV）輸電線保護(hù)、牽引變壓器保護(hù)、牽引網(wǎng)饋線保護(hù)及并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置保護(hù)等。（3）根據(jù)保護(hù)裝置的組成元件不同可分為：電磁型、半導(dǎo)體型、數(shù)字型及微機(jī)保護(hù)裝置等。（4）根據(jù)保護(hù)裝置的作用不同可分為：主保護(hù)、后備保護(hù)，以及為了改善保護(hù)裝置的某種性能，而專門(mén)設(shè)置的輔助保護(hù)裝置等。當(dāng)某一電氣設(shè)備裝設(shè)有多種保護(hù)裝置時(shí)，其中起主要保護(hù)作用的保護(hù)裝置稱為主保護(hù)；作為主保護(hù)裝置備用保護(hù)的保護(hù)裝置稱為后備保護(hù)。后備保護(hù)又分為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)，近后備保護(hù)指同一電氣設(shè)備上多種保護(hù)的相互備用，遠(yuǎn)后備保護(hù)則是指對(duì)相鄰電氣設(shè)備保護(hù)的備用。

1.5電力系統(tǒng)常見(jiàn)狀態(tài)電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種形式的短路，如相間短路、接地短路等。短路故障可能產(chǎn)生的后果：（1）流經(jīng)故障點(diǎn)的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞。（2）短路電流流經(jīng)非故障電氣元件時(shí)，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命。（3）電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。（4）破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒(méi)有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)：

1.6對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求

對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)：即選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性

第三章

幾種常用電流保護(hù)的分析

3.1

反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

（1）

什麼是反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。

（2）

繼電器的構(gòu)成

反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是由GL-15(25)感應(yīng)型繼電器構(gòu)成的。這種保護(hù)方式廣泛應(yīng)用于一般工礦企業(yè)中，感應(yīng)型繼電器兼有電磁式電流繼電器(作為起動(dòng)元件)、電磁式時(shí)間繼電器(作為時(shí)限元件)、電磁式信號(hào)繼電器(作為信號(hào)元件)和電磁式中間繼電器(作為出口元件)的功能，用以實(shí)現(xiàn)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)。采用這種繼電器,就可以采用交流操作，無(wú)須裝設(shè)直流屏等設(shè)備；通過(guò)一種繼電器還可以完成兩種保護(hù)功能(體現(xiàn)了繼電器的多功能性)，也可以大大簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置。但這種繼電器雖外

部接線簡(jiǎn)單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。

3.3

電流速斷保護(hù)

（1）什麼是電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)是一種無(wú)時(shí)限或略帶時(shí)限動(dòng)作的一種電流保護(hù)。它能在最短的時(shí)間內(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時(shí)間，防止事故擴(kuò)大。

電流速斷保護(hù)又分為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)兩種。

（2）電流速斷保護(hù)的構(gòu)成

電流速斷保護(hù)是由電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動(dòng)元件)、電磁式信號(hào)繼電器(作為信號(hào)元件)構(gòu)成的。它一般不需要時(shí)間繼電器。常采用直流操作，須設(shè)置直流屏。電流速斷保護(hù)簡(jiǎn)單可靠、完全依靠短路電流的大小來(lái)確定保護(hù)是否需要啟動(dòng)。它是按一定地點(diǎn)的短路電流來(lái)獲得選擇性動(dòng)作，動(dòng)作的選擇性能夠保證、動(dòng)作的靈敏性能夠滿足要求、整定調(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。

3.4三段式過(guò)電流保護(hù)裝置

由于瞬時(shí)電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，所以不能作為線路的主保護(hù)，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護(hù)；略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，可作為本線路的主保護(hù)，但不能作為下一段線路的后備保護(hù)；定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)既可作為本級(jí)線路的后備保護(hù)（當(dāng)動(dòng)作時(shí)限短時(shí)，也可作為主保護(hù)，而不再裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。），還可以作為相臨下一級(jí)線路的后備保護(hù)，但切除故障的時(shí)限較長(zhǎng)。

一般情況下，為了對(duì)線路進(jìn)行可靠而有效的保護(hù)，也常把瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（或略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)）和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)相配合構(gòu)成兩段式電流保護(hù)。

對(duì)于第一段電流保護(hù)，究竟采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，還是采用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，可由具體情況確定。如用在線路---變壓器組接線，以采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)為佳。因在變壓器高壓側(cè)故障時(shí)，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時(shí)，允許用線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，來(lái)切除變壓器高壓側(cè)的故障。也就是說(shuō)，其保護(hù)范圍可保護(hù)到線路全長(zhǎng)并延伸到變壓器高壓側(cè)。這時(shí)的第一段電流保護(hù)可以作為主保護(hù)；第二段一般均采用定時(shí)限過(guò)流保護(hù)作為后備保護(hù)，其保護(hù)范圍含線路---變壓器組的全部。

3.5零序電流保護(hù)

電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)運(yùn)行方式，有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地三種方式。10KV系統(tǒng)采用的是中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。

系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，三相是對(duì)稱的，三相對(duì)地間均勻分布有電容。在相電壓作用下，每相都有一個(gè)超前90°的電容電流流入地中。這三個(gè)電容電流數(shù)值相等、相位相差120°

，其和為零.中性點(diǎn)電位為零。

假設(shè)A相發(fā)生了一相金屬性接地時(shí)，則A相對(duì)地電壓為零，其他兩相對(duì)地電壓升高為線電壓，三個(gè)線電壓不變。這時(shí)對(duì)負(fù)荷的供電沒(méi)有影響。按規(guī)程規(guī)定還可繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)，而不必切斷電路。這也是采用中性點(diǎn)不接地的主要優(yōu)點(diǎn)。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗(yàn)、有發(fā)展為兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地的可能。應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，通知值班人員進(jìn)行處理。第四章繼電保護(hù)裝置的日常維護(hù)4.1繼電保護(hù)故障處理方法（1）直觀法處理一些無(wú)法用儀器逐點(diǎn)測(cè)試，或某一插件故障一時(shí)無(wú)備品更換，而又想將故障排除的情況。比如10kv開(kāi)關(guān)柜分或拒合故障處理。在操作命令下發(fā)后，觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動(dòng)作，說(shuō)明電氣回路正常，故障存在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。到現(xiàn)場(chǎng)如直接觀察到繼電器內(nèi)部明顯發(fā)黃，或哪個(gè)元器件發(fā)出濃烈的焦味等便可快速確認(rèn)故障所在，更換損壞的元件即可。（2）掉換法用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件，來(lái)判斷它的好壞，可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置內(nèi)部故障最常用方法。當(dāng)一些微機(jī)保護(hù)故障，或一些內(nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時(shí)處于檢修的插件、繼電器取代它。4.2可采用的措施(1)當(dāng)班運(yùn)行人員定時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行巡視和檢查，對(duì)運(yùn)行情況要做好運(yùn)行記錄。(2)建立崗位責(zé)任制，做到人人有崗，每崗有人。(3)做好繼電保護(hù)裝置的清掃工作。清掃工作